在地殼中，氟含量為544ppm，是豐度第13位的元素。氟主要是以螢石（CaF2）、氟磷酸鈣（Ca10F2(PO4)6）、冰晶石（Na3AlF6）等化合物的形式存在于自然界中。巖石、礦物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要來(lái)源。工業(yè)生產(chǎn)過程中，也會(huì)排放大量的含氟廢氣、廢液和廢渣。造成工業(yè)氟污染的氟化物主要來(lái)源于冶金工業(yè)的煉鋁、煉鋼，化學(xué)工業(yè)的磷肥和氟塑料生產(chǎn)，硅酸鹽工業(yè)的磚瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生產(chǎn)，電力工業(yè)的燃煤發(fā)電。
廢氣和廢液會(huì)直接污染環(huán)境，而含氟廢渣也會(huì)成為間接的氟污染源。這些含氟廢氣、廢液和廢渣的特點(diǎn)是排放集中，引起周邊人、畜中毒，引發(fā)地方性氟病。
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，氟對(duì)人體中的鈣、磷具有極強(qiáng)的親和力，它能破壞機(jī)體鈣、磷的正常代謝，并能抑制某些酶的活性，由此會(huì)引發(fā)一系列包括：氟斑牙、氟骨癥、腎臟、肝臟、大腦損害、免疫功能異常、肺水腫、肺出血、兒童智力下降等疾病。
含氟廢水的處理方法有多種，國(guó)內(nèi)外常用的方法大致分為兩類——沉淀法和吸附法。除這兩類方法外，還有離子交換樹脂除氟法、超濾膜法、電凝聚法、電滲析法，由于成本高和除氟率低等原因，這些方法至今很少推廣應(yīng)用于常用除氟工藝。
一、化學(xué)沉淀法
對(duì)于高濃度含氟水（氟離子濃度大于20mg/L），一般采用石灰或電石渣沉淀法，利用石灰中的鈣離子與氟離子生成氟化鈣沉淀而去除氟離子。化學(xué)沉淀法具有原理簡(jiǎn)單、處理方便、成本低、效果好的特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于處理高濃度的含氟水。但在一定程度上存在設(shè)備龐大、處理后出水很難達(dá)標(biāo)、沉渣沉降緩慢且脫水困難等缺點(diǎn)，常常需要添加氯化鈣或其他混凝劑，使沉淀加速。
二、混凝沉淀法
該方法是將酸、堿含銅廢液經(jīng)由第一次中和、離心過濾、再次中和結(jié)晶，以及篩濾與脫水等作程序而制得具有較高品質(zhì)硫酸銅的方法。這種方法得到了產(chǎn)品硫酸銅，產(chǎn)品附加值比銅泥高。但廢液中的銅以硫酸銅的形式回收之后，廢水也需要排放，污染環(huán)境。
三、混凝沉淀法
對(duì)于低濃度含氟水（氟離子濃度小于20mg/L），一般采用混凝沉降法，利用混凝劑在水中形成帶正電的膠粒吸附水中的F-，使膠粒相互并聚為較大的絮狀物沉淀，以達(dá)到除氟的目的?；炷两捣ň哂兴巹┩都恿可?、處理水量大等優(yōu)點(diǎn)，但一般只適用于含氟較低的水處理，如果要取得更好的效果則需要與其他方法聯(lián)合使用。但除氟效果受攪拌條件、沉降時(shí)間等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等陰離子濃度的影響較大。近年來(lái)隨著化學(xué)和水處理工業(yè)的不斷發(fā)展，很多高效的混凝除氟劑不斷涌現(xiàn)，使強(qiáng)化混凝技術(shù)重現(xiàn)生機(jī)，隨著傳感技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)時(shí)控制混凝劑的投加量已成為可能。
四、海普定制化處理工藝
江蘇海普功能材料有限公司開發(fā)的除氟處理工藝，對(duì)廢水或廢酸中的氟離子進(jìn)行選擇性吸附并富集到吸附材料中，從而實(shí)現(xiàn)分離氟離子的目的，吸附出水氟含量大大降低，滿足后續(xù)步驟相關(guān)要求。
江蘇海普功能材料有限公司致力于高性能吸附劑和催化劑產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2018年獲批為蘇州市吸附與催化功能納米材料工程技術(shù)研究中心通過多年的自主研發(fā)，在離子交換技術(shù)與吸附技術(shù)、納米無(wú)機(jī)材料雜化技術(shù)等方面具有國(guó)際領(lǐng)先的水平，實(shí)現(xiàn)吸附和催化產(chǎn)品的系列化，并成功應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)領(lǐng)域。以自主研發(fā)的系列高性能吸附劑和催化劑產(chǎn)品為核心，配合自主開發(fā)的工藝技術(shù)，海普已經(jīng)成為專業(yè)的綠色環(huán)保解決方案供應(yīng)商。
料液調(diào)節(jié)pH后先過濾處理，將其中的懸浮物和細(xì)小顆粒物截留，防止雜質(zhì)進(jìn)入吸附材料中，影響吸附性能。過濾后的料液再進(jìn)入裝有特種吸附材料的吸附塔進(jìn)行吸附，吸附飽和后，對(duì)吸附材料進(jìn)行脫附再生處理，吸附材料再生后可重復(fù)使用，吸附出水料液由客戶后續(xù)回收處理，高濃度脫附液客戶自行除氟處理。 圖1 工藝流程圖
五、案例介紹
安徽某新材料科技有限公司經(jīng)營(yíng)范圍包括前驅(qū)體、正極材料及新能源材料的研發(fā)、生產(chǎn)、加工、銷售。企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫酸鋰料液需要進(jìn)行除氟處理，針對(duì)該料液的特點(diǎn)、難點(diǎn)和處理要求，選用我公司相關(guān)專用吸附材料對(duì)該料液進(jìn)行吸附處理，出水能滿足客戶要求，廢水設(shè)計(jì)指標(biāo)如下表。
表1 廢水設(shè)計(jì)參數(shù)表

指標(biāo)	水量 （t/d）	氟 (mg/l)	pH	備注
吸附進(jìn)水	200	~250	~9
吸附出水	200	<1	~4	產(chǎn)品料液
高濃度脫附液	~6.67	/	堿性	沉淀氟后返回前端

 
實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果如下：
表2吸附處理數(shù)據(jù)

指標(biāo)	水量（t/d）	氟（mg/L）	Li：Na
吸附進(jìn)水	200	~250	60.3：1
吸附出水1	200	0.5	82.9：1
吸附出水2	200	0.04	72.4：1

 
處理效果外觀圖：  
圖2左為原水、右為吸附出水
該廢水經(jīng)前處理調(diào)節(jié)pH至4左右后，再經(jīng)特種吸附劑吸附處理后，氟含量在1ppm以內(nèi)，滿足客戶要求；.吸附劑經(jīng)過多批次吸附脫附試驗(yàn)測(cè)試，其結(jié)果表明吸附性能穩(wěn)定可靠；：
為確保裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，并確保裝置運(yùn)行出水效果，吸附裝置采用3塔2串1脫運(yùn)行模式，其中2塔首尾串聯(lián)吸附運(yùn)行出水，1臺(tái)輪換用于脫附，脫附切換時(shí)對(duì)原首塔進(jìn)行脫附，原尾塔變首塔再與脫附好的塔（用作尾塔）重新串聯(lián)吸附運(yùn)行出水。圖解過程見圖3，圖中各吸附塔在不同的運(yùn)行時(shí)段按箭頭順序輪換角色。
該項(xiàng)目采用PLC程序自動(dòng)控制，對(duì)吸附裝置的溫度、壓力及液位等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化操作，且PLC與上位機(jī)通信，便于生產(chǎn)中掌握裝置運(yùn)行情況:
（1）配備的獨(dú)立操作控制柜，便于管理及日常維護(hù)；
（2）機(jī)泵的控制：機(jī)泵與對(duì)應(yīng)儲(chǔ)罐液位計(jì)聯(lián)動(dòng)，隨儲(chǔ)罐液位的高低而動(dòng)作；且每臺(tái)電機(jī)均設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)操作柱，根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)可切換手動(dòng)/自控操作模式。
（3）吸附系統(tǒng)的自動(dòng)控制：水泵與自控閥門根據(jù)溫度壓力及運(yùn)行時(shí)間等流程進(jìn)行自動(dòng)切換；
（4）吸附系統(tǒng)的手動(dòng)控制：為應(yīng)對(duì)偶然情況需單個(gè)設(shè)備動(dòng)作，中央控制臺(tái)兼有手動(dòng)系統(tǒng)，即各臺(tái)設(shè)備的控制兼有獨(dú)立性，可不與其它設(shè)備關(guān)聯(lián)。
（5）邏輯控制圖包含吸附和脫附模塊，吸附模塊具備手動(dòng)、自動(dòng)、停止、啟動(dòng)等功能，脫附模塊具備結(jié)束、暫停、恢復(fù)、停止、脫附啟動(dòng)等功能。
（6）所有的泵、閥在上位機(jī)中有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種操作模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)泵、閥門的控制。
 
六、吸附法的優(yōu)點(diǎn)
1.有效降低出水中氟離子濃度，可保證出水達(dá)標(biāo)排放或滿足后續(xù)工藝的運(yùn)行要求；
2.采用特種改性的吸附材料，吸附容量大，設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用低；
3.工藝流程簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化操作，操作維護(hù)方便；
4.可實(shí)現(xiàn)多層布置，占地面積小，安裝周期短；